镁合金牺牲阳极应该如何选择呢?

选择镁合金牺牲阳极需综合考量应用环境、被保护体特性、阳极性能、保护期限及经济性,具体选择逻辑如下:

一、根据应用环境选择

高电阻率环境(如干燥土壤、淡水、高矿化度土壤)

选择高电位镁合金牺牲阳极(电位约-1.75V CSE,驱动电压0.85V)。

原因:高电阻率环境导电性差,需高活性阳极提供足够电流形成保护。例如,干燥土壤电阻率常大于500Ω·m,淡水电阻率通常大于1000Ω·m,均需高驱动电压“强行”形成保护电流。

低电阻率环境(如海水、潮湿土壤、淤泥)

优先选择锌合金牺牲阳极(电位约-1.05~-1.10V CSE,驱动电压0.2~0.3V)。

原因:低电阻率环境导电性强,锌合金温和电流即可满足需求,且避免镁合金因电流过大导致快速消耗。例如,海水电阻率常小于50Ω·m,用镁合金经济性差。


特殊环境

酸性土壤:选择耐酸性更好的镁合金(如添加稀土元素形成保护膜的类型)。

海洋环境:海水流速低或含缓蚀剂的区域,可选择经过微弧氧化处理的镁合金牺牲阳极。

二、根据被保护体特性选择

钢铁结构

镁合金牺牲阳极通常适用,但需匹配环境。例如,干燥土壤或淡水环境中,镁合金可有效保护钢铁。

铜/铜合金、铝合金

禁用镁合金:镁的高活性会加速铜/铝的腐蚀。

替代方案:选择锌合金或铝合金牺牲阳极。

小型/薄壁结构

优先选择锌合金:镁合金强电流可能导致薄壁件“过保护”,出现氢脆或局部腐蚀。

三、根据保护期限选择

短期保护(1~5年)

可选镁合金:适用于临时管道、施工期设备等场景。

长期保护(5~20年)

优先选择锌合金:锌腐蚀速率慢,寿命更长,可减少更换次数。例如,埋地长输管道、海底电缆等长期项目。

四、根据经济性选择

初始成本

镁合金牺牲阳极造价较高,但适用于高电阻率环境。

锌合金牺牲阳极初始成本可能更低,但需根据环境选择。

维护成本

维护不便场所(如深海结构、地下深埋管道):选择使用寿命长、维护要求低的阳极(如优化合金成分的镁合金)。

高温环境(>60℃):镁合金腐蚀速率急剧上升,建议选锌合金以降低长期成本。

五、根据阳极性能选择

电极电位与驱动电压

镁合金牺牲阳极电极电位更负(-1.55~-1.75V CSE),驱动电压更大(0.6~0.8V),适合需要强电流的环境。

锌合金牺牲阳极电极电位较正(-1.05~-1.10V CSE),驱动电压较小(0.2~0.3V),适合温和电流需求。

电流效率

镁合金牺牲阳极电流效率约50%,受环境影响可能更低。例如,土壤或水中含盐量较低时,电流输出小,自身腐蚀相对较大。

锌合金牺牲极电流效率通常更高,适合长期保护需求。

六、具体型号推荐

国家标准型号

MG-1:高电化学活性,适用于海水防腐保护。

MG-4:低电化学活性,适用于淡水防腐保护。

海洋工程:通常选择MG-1或MG-2型号。

淡水环境:选择MG-3或MG-4型号。

块状型号

MG-22:700×(130+150)×125mm,22.0kg,适用于大型储罐、长距离油气管道。

MG-14:700×(120+100)×102mm,14.0kg,适用于中等规模埋地管道、城市给排水管道。

MG-4:350×(95+75)×75mm,4.0kg,适用于小型储罐或短距离管道。

形状选择

棒状阳极:适用于安装空间要求不高、需集中提供保护电流的场合(如小型储罐底部)。

带状阳极:适用于长距离管道保护,可弯曲安装以适应复杂地形。

镯式阳极:适用于管道接头、弯头、阀门等易腐蚀部位的局部加强保护。

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